4月13日，日本政府宣布，將于兩年后開(kāi)始把處理福島核事故所累積的廢水逐步排入海洋。這一決定立即引起國(guó)際社會(huì)的強(qiáng)烈關(guān)注，各國(guó)民眾亟需科學(xué)界對(duì)其影響進(jìn)行定量評(píng)估。

受《海洋污染通報(bào)》邀請(qǐng)，中國(guó)、荷蘭、烏克蘭、韓國(guó)、西班牙、馬來(lái)西亞和泰國(guó)等多國(guó)科學(xué)家聯(lián)合組成科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)日本核廢水排?？赡茉斐傻挠绊戇M(jìn)行了評(píng)估。

位于日本福島第一核電站用于儲(chǔ)存核廢水的儲(chǔ)水罐。圖源：新華網(wǎng)

這一研究成果發(fā)表于最新一期的《海洋污染通報(bào)》，該文第一作者為自然資源部第一海洋研究所趙昌博士，通訊作者為自然資源部第一海洋研究所研究員喬方利。

放射性物質(zhì)在海洋中將通過(guò)三種方式傳播

“如果日本排放核廢水入海后，放射性物質(zhì)在海洋中將通過(guò)三種方式傳播。”喬方利告訴記者，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)迅速建立了核污染傳播的海洋數(shù)值模式，對(duì)福島核廢水的傳輸路徑及影響進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

核廢水排海后放射性物質(zhì)的傳輸路徑示意圖。實(shí)線是核廢水沿上層海洋的傳播途徑，虛線是通過(guò)太平洋模態(tài)水經(jīng)次表層傳播的路徑。

預(yù)測(cè)成果顯示：首先，含有放射性物質(zhì)的核廢水主體在進(jìn)入海洋后將隨洋流不斷向東輸運(yùn)， 4-5年后可抵達(dá)北美沿岸，然后沿海岸向南、北輸運(yùn)。 其中，向南輸運(yùn)的部分將在10-15年后隨海流返回西太平洋海域。

其次，在核廢水主體隨海流向東輸運(yùn)的同時(shí)，少部分放射性物質(zhì)也會(huì)向南、向北擴(kuò)散，甚至?xí)S著中尺度渦旋等海洋動(dòng)力過(guò)程逆流西傳。

最后， 相當(dāng)一部分放射性物質(zhì)也會(huì)進(jìn)入海洋次表層的北太平洋模態(tài)水，并向南傳輸（形象地可以表達(dá)成“核廢水潛泳”），2-3年內(nèi)即可侵入中國(guó)海域（見(jiàn)上圖虛線）。

預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，隨核廢水入海的放射性物質(zhì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間、大范圍的稀釋擴(kuò)散和自身衰減，進(jìn)入中國(guó)海時(shí)，氚的濃度要小于0.1 Bq/m3（貝克勒爾/立方米）。

相對(duì)于現(xiàn)今海洋中氚的背景濃度（50 Bq/m3）來(lái)講，此次核廢水排放不會(huì)明顯增加海洋背景氚的濃度（見(jiàn)下圖），但廢水中含有其他高污染核素及其潛在的生態(tài)影響仍需長(zhǎng)期連續(xù)的科學(xué)監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

 a1、a2、a3、a4分別代表廢水在一個(gè)月內(nèi)完成排放后的一年后、兩年后、五年后、十年后，氚在海洋表層傳輸過(guò)程圖。

福島核廢水起因可追溯至10年前。

2011年3月11日，源于日本東部太平洋海域的巨大海嘯摧毀了福島核電站的冷卻系統(tǒng)，使得部分核電機(jī)組因無(wú)法冷卻而發(fā)生爆炸，大量泄漏的放射性物質(zhì)迅速進(jìn)入大氣和海洋。 此外，日本采用注水方式冷卻核反應(yīng)堆，導(dǎo)致高濃度的核廢水源源不斷產(chǎn)生。

今年4月，日本方面出于經(jīng)濟(jì)方面考慮，決定將累積的將近130萬(wàn)噸核廢水排入海洋。

早在2011年福島核事故發(fā)生之初，喬方利就帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)事故泄漏的核物質(zhì)進(jìn)入大氣和海洋后的輸運(yùn)路徑進(jìn)行了預(yù)測(cè)，發(fā)表了國(guó)際上首篇關(guān)于福島核事故的科學(xué)論文，預(yù)測(cè)結(jié)果隨后被大量的觀測(cè)所證實(shí)。

隨后，該團(tuán)隊(duì)成功地模擬和預(yù)測(cè)了福島核事故泄漏入海的核物質(zhì)在海洋中的長(zhǎng)期輸運(yùn)路徑，系列成果在《科學(xué)通報(bào)》和《海洋學(xué)報(bào)（英文版）》等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。

該團(tuán)隊(duì)還與烏克蘭、韓國(guó)、荷蘭、西班牙等國(guó)家的科學(xué)家開(kāi)展了長(zhǎng)期務(wù)實(shí)合作，分析了福島核事故對(duì)海洋生物鏈的影響。

預(yù)測(cè)研究有賴于新型海洋模式

喬方利告訴記者，此次預(yù)測(cè)研究有賴于核污染傳播的海洋數(shù)值模式， 該模式是基于新型海洋模式，國(guó)際首個(gè)浪-潮-流耦合海洋模式開(kāi)發(fā)的。

海洋與氣候數(shù)值模式是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的核心，是國(guó)家科技綜合實(shí)力的體現(xiàn)，相當(dāng)于工業(yè)領(lǐng)域的“芯片”。 該研究組發(fā)展的新型海洋模式，曾多次在國(guó)內(nèi)外重大海洋事件的應(yīng)急處置中成功應(yīng)用，預(yù)測(cè)結(jié)果均被后續(xù)的觀測(cè)所證實(shí)。

如2006年國(guó)務(wù)院高度關(guān)注的渤海漂油事件中，該研究組利用海洋模式溯源與預(yù)測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確鎖定了肇事船只；2008年奧帆賽前期，黃海滸苔逼近青島奧帆賽區(qū)，該研究組一天之后即6月23日就利用溯源技術(shù)推算出滸苔來(lái)自江蘇外海，并給出最佳攔截打撈路徑，有效地保障了奧帆賽的順利進(jìn)行；在2018年1月東?！吧＜啞弊泊鹿屎?，該研究組迅速預(yù)測(cè)了溢油的影響范圍，研究結(jié)果1月24日被國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》報(bào)道，并被后續(xù)日本沿岸的漂油觀測(cè)所證實(shí)。

（科技日?qǐng)?bào)記者 陳瑜）